静止无功补偿、励磁和汽门协调滑模控制器的研究

提出一种静止无功补偿、励磁和汽门协调控制器.首先,在精确线性化理论的基础上,对包含静止无功补偿、励磁和汽门控制的多输入系统非线性数学模型进行精确线性化;然后,对于精确线性化后的伪线性系统,采用基于李雅谱诺夫法的滑模变结构控制,得到一个最终的非线性滑模控制器.与传统的线性控制器以及非线性最优控制器进行比较研究,仿真结果表...     

基于扩张状态观测器的SVC非线性变结构控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,将自抗扰控制技术引入变结构控制器的设计,设计了能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿(SVC)控制器,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关.仿真结果表明所提出的非线性变结构SVC控制器能有效地改善系统的动态稳定性.     

用于静止无功补偿器的非线性状态PI控制器

针对电力系统的强非线性和不确定性,运用非线性状态PI控制直接对其不确定对象进行设计,能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿器（SVC）,避免了基于反馈线性化理论的非线性SVC控制器由于数学模型的误差而影响控制器性能的缺点,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真计算表明非线性状态PI型静止无功补偿控制器能有效地改善系统的动态特性。     

基于相位补偿谐振控制器的STATCOM电流控制策略

非线性负荷的广泛使用对静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)应用提出了无功补偿和谐波抑制的双重需求.对此,在STATCOM无功PI控制的基础上,基于谐振控制器和网侧电流检测设计了闭环谐波抑制方案.由于控制系统延时和阻感性被控对象的影响,补偿高频次谐波时,系统稳定性...     

SVC非线性控制的逆系统方法

利用非线性系统的逆系统方法，将静止无功补偿装置非线性控制问题变换为相应的线性化控制问题，设计了ＳＶＣ非线性控制器，经仿真研究表明，所设计的控制器可以显著地改善电力系统的稳定性。     

蚁群优化PI控制器在静止无功补偿器电压控制中的应用

静止无功补偿器(static var compensator,SVC)通常用来进行负荷补偿或系统补偿,在系统补偿时往往用于电压稳定控制,针对电压稳定控制的工况,文中提出一种采用蚁群算法优化PI控制器参数的方法,克服了常规PI控制对被控对象数学模型的依赖性,简单易于实现。蚁群优化算法中,以时间与误差绝对值乘积积分(integral of time-weighted absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对PI控制器的比例、积分参数进行调整、寻优,使SVC系统的响应过程达到最优。仿真和实验结果表明,该最优PI控制器能快速跟踪SVC系统的电压设定值,基于该PI控制器的SVC能迅速进行无功补偿,具有较强的适应性和较高的补偿精度。     

基于扩张状态观测器的SVC非线性变结构控制

针对电力系统的强非线性和不确定性,将自抗扰控制技术引入变结构控制器的设计,设计了能同时改善电力系统功角稳定和装设点电压动态特性的静止无功补偿(SVC)控制器,所得的控制规律与系统运行点和网络结构完全无关。仿真结果表明所提出的非线性变结构SVC控制器能有效地改善系统的动态稳定性。     

一种基于模式切换的静止无功补偿控制方法

针对电网负载不平衡状态下功率因数的补偿问题,提出了一种基于模式切换的非线性PI无功补偿控制方法。首先,在电网无功补偿控制系统框架下,根据静止型无功补偿器的非线性特性,对非线性PI控制器的特征及实现方式进行了分析;其次,考虑在涉及负荷平衡与否状态下,系统需提供与之适应的控制器才能获取较好控制效果的需求,在负荷状态变化时进行控制器的切换,并进行了模式切换条件设计;在此基础上,分别以常规PI、传统非线性PI及基于模式切换的非线性PI为控制方式,进行电网无功补偿控制的比较与分析。仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

SVC非线性控制的逆系统方法

利用非线性控制的道系统方法，将静止无功补偿装置（ＳＶＣ）非线性控制问题变换为相应的线性化控制问题。设计了ＳＶＣ非线性控制器，经仿真研究表明，所设计的控制器可以显著地改善电力系统的稳定性。     

静止无功补偿器与励磁系统的鲁棒协调控制

针对电力系统的强非线性不确定性,本文应用直接反馈线性化(DFL)和H∞非线性控制理论,设计了一种静止无功补偿器与发电机励磁系统鲁棒协调控制规律,该控制器可以同时镇定发电机功角稳定和控制节点电压,仿真实例表明该协调控制方法是有效的。     

基于模糊PID阻抗控制的TCSC研究

设计了可控串联电容补偿装置(TCSC)的模糊自适应整定PID阻抗控制器,克服了传统PID控制的不足,具有较强的鲁棒性,使控制质量提高。结合逆系统方法和二次型最优控制理论,设计了双机系统的TCSC非线性最优稳定控制器。根据TCSC非线性最优控制器在线计算的容抗值作为命令容抗,通过模糊PID控制器使TCSC实现该命令容抗。仿真结果表明所设计的控制器有效地阻尼系统振荡,提高了系统的稳定性。     

基于逆系统方法的非线性最优控制

基于逆系统方法和线性二次型调节器(LQR)最优控制理论,提出了非线性系统中控制器的一般设计方法,并验证了应用逆系统方法线性化后的线性系统的二次型最优状态调节控制的性能指标等价于原非线性系统的扩展二次型最优输出调节控制的性能指标,从而说明在线性系统下设计的最优控制器也是原非线性系统的最优控制器。同时,以电力系统为例,设计了基于广域信息的非线性全局综合控制器,该控制器的性能指标保证了发电机端电压的恒定和机组间的振荡最小。仿真结果表明,与常规控制器相比,非线性全局综合控制器更能减小系统的过渡时间、振荡次数及振荡幅度,更快地使系统的功角和电压趋于稳定。     

基于VSC的高压直流输电系统的非线性控制

基于电压源型换流器的高压直流输电系统是一个多变量、非线性、强耦合的系统,建立精确的换流器数学模型比较困难。文章采用非线性变换和非线性系统反馈线性化理论,建立了同步旋转坐标系下VSC-HVDC系统换流器的非线性数学模型,结合线性系统最优控制原理,设计了VSC-HVDC系统的状态反馈线性化解耦控制器,实现系统有功功率和无功功率的解耦控制。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真,验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。     

发电机励磁与高压直流输电的协调控制

针对包含励磁控制的发电机与高压直流输电的交直流互联系统,设计了发电机励磁与高压直流输电的协调控制器。首先建立整个系统的数学模型,然后利用非线性控制理论将系统精确线性化,并结合最优协调控制理论得出协调控制规律。最后应用EMTDC程序进行仿真,结果表明,上述协调控制器能有效地提高整个系统的稳定性。     

基于零动态和变结构控制的发电机汽门和励磁非线性综合控制

针对电力系统暂态过程的非线性特性,利用励磁控制和汽门控制的特点,以功角和电压稳定为目标提出一种发电机汽门和励磁综合控制思想。励磁控制以稳定电压为目标,结合基于零动态和变结构控制的概念和原理进行设计,有效地维持了电压水平。汽门控制以功角稳定为目标,通过计算零动态系统的暂态能量函数,利用Lyapunov稳定理论,得到稳定流形作为切换面,然后设计相应的变结构非线性汽门控制律,将零动态系统限制在所设计的稳定流形上。变结构控制的特性使控制律具有一定的鲁棒性。汽门控制设计中未使用任何线性化方法,因而控制律对系统的非线性特性完全适应。试验结果表明所设计的控制器不仅对小干扰和大干扰暂态过程具有很好的稳定作用,而且在动态过程中能很好地稳定电压,动态过程具有更好的供电品质。     

考虑机端电压限制的多重非线性变结构励磁控制

针对电力系统暂态过程的非线性特性,设计了一种考虑电压限制的多重非线性变结构励磁控制器,根据控制目标将控制器分2层设计。下层控制器由稳定控制和电压限制控制组成。稳定控制通过计算系统的暂态能量函数,得到稳定流形作为切换面,然后设计相应的变结构非线性励磁控制律,将系统限制在所设计的稳定流形上,以稳定系统;电压限制控制则利用零动态原理,使电压回复到限制区内。上层控制器通过适当的切换律,将下层控制器进行切换,在稳定系统和限制机端电压之间进行协调。在设计时考虑了系统参数不确定性,从而控制律具有一定的鲁棒性。稳定控制设计中未使用任何线性化方法,因而控制律对系统的非线性特性完全适应。实验结果表明所设计的控制器在稳定系统的同时,有效的限制了机端电压。     

额定风速以下风力发电系统的双频环优化控制器设计

分别针对低频风速和高频风速建立风力发电系统的双频环基本非线性模型,在此基础上设计双频环优化控制器。该控制器由低频On-Off控制部分和高频H∞动态输出反馈部分组成。仿真实验表明,在额定风速以下时,该控制器低频On-Off部分可以使风力发电系统的叶尖速比λ快速跟踪其最优值λopt,实现最大风能捕获;高频H∞动态输出反馈部分可以抑制过大的电磁转矩振荡,尽量使发电机机械振荡最小,相对于单纯的On-Off控制具有更高的控制精度和更好的鲁棒性能;并且风力发电系统的多个控制目标之间需要进行折衷处理。     

静止无功补偿器的非线性控制器的设计

文章针对静止同步补偿器面临的非线性,多目标控制问题,应用直接反馈线性化,同模控制和最优控制理论,并利用合成电势矢量法,设计了可以同时提高系统阻尼与电压控制精度的ＳＴＡＴＣＯＭ非线性控制器。利用ＰＳＡＳＰ软件包对单机－无穷大系统进行的数字仿真表明,该控制器优于对常规ＰＩ控制器。     

基于反馈线性化原理的直驱风力发电机组控制系统设计

提出一种基于反馈线性化原理的控制策略来设计直驱型风力发电机组(D-DPMSG)控制系统。为了使系统稳定运行在最大功率区域和快速追踪最大功率特性曲线,建立了系统各部分的动态模型并推导出了该非线性控制策略。在随机风速扰动下,相对于传统的PID控制策略,基于反馈线性化原理设计的非线性控制器使系统的转速响应超调更小,响应速度和恢复速度更快,效果更好。最后,大量仿真证明了该控制策略在追踪最优功率曲线的有效性。     

同步发电机可拓励磁控制器

为了克服传统励磁控制方法的缺点,依据可拓学理论,设计了同步发电机励磁控制器.控制器以参考电压与发电机机端电压的偏差及其微分作为特征量,根据电力系统的实际情况确定特征量的经典域和可拓域,经过关联度计算、测度模式识别,确定所采用的控制策略.应用MATLAB/Simulink软件建立了基于同步发电机三阶非线性数学描述的单机无穷大电力系统仿真模型,可拓控制器用MATLAB之S函数编程实现.与常规PID励磁控制器的仿真比较结果,验证了可拓励磁控制器对于改善电力系统小扰动稳定性和大扰动稳定性的有效性.